Структура географической оболочки. Раздел VI географическая оболочка и физико-географическое районирование

Оболочка Земли, в пределах которой взаимно проникают друг в друга и взаимодействуют нижние слои атмосферы, верхние части литосферы, вся гидросфера и биосфера, называется географической оболочкой (земной оболочкой) Все компоненты географической оболочки взаимодействуют друг с другом.

Резких границ географическая оболочка не имеет. Многие ученые считают, что ее мощность составляет в среднем 55 км. Географическую оболочку иногда называют природной средой или просто природой.

Свойства географической оболочки.

Только в географической оболочке присутствуют вещества в твердом, жидком и газообразном состоянии, что имеет огромное значение для всех процессов, происходящих в географической оболочке, и прежде всего для возникновения жизни. Только здесь у твердой поверхности Земли возникла сначала жизнь, а затем появились человек и человеческое общество, для существования и развития которого имеются все условия: воздух, вода, горные породы и полезные ископаемые, солнечное тепло и свет, почвы, растительность, бактериальный и животный мир.

Все процессы в географической оболочке происходят под воздействием солнечной энергии и в меньшей степени внутренних земных источников энергии. Таким образом, свойства географической оболочки : целостность, ритмичность, зональность .

Целостность ГО проявляется в том, что изменение одного компонента природы неизбежно вызывает изменение всех остальных. Эти изменения могут равномерно охватывать всю географическую оболочку и проявляются в некоторых ее отдельных частях, оказывая влияние на другие части.

Ритмичность природных явлений заключается в повторяемости сходных явлений во времени. Примеры ритмичности: суточные и годовые периоды вращения Земли; длительные периоды горообразования и изменения климата на Земле; периоды изменения солнечной активности. Изучение ритмов важно для прогнозов процессов и явлений, происходящих в географической оболочке.

Зональность – закономерное изменение всех компонентов ГО от экватора к полюсам. Она вызывается вращением шарообразной Земли с определенным наклоном оси вращения вокруг Солнца. В зависимости от географической широты солнечная радиация распределяется зонально и вызывает смену климатов, почв, растительности и других компонентов географической оболочки. Мировой закон зональности географической оболочки проявляется в ее разделении на географические пояса и природные зоны. На его основании проводят физико-географическое районирование Земли и отдельных ее участков.

Одновременно с зональными действуют и азональные факторы , связанные с внутренней энергией Земли (рельеф, высота, конфигурация материков). Они нарушают зональное распределение компонентов ГО. В любом месте земного шара зональные и азональные факторы действуют одновременно.

Круговорот веществ и энергии

Круговорот веществ и энергии - это важнейший механизм природных процессов географической оболочки. Существуют различные круговороты веществ и энергии: воздушные круговороты в атмосфере, земной коре, круговороты воды и др.

Для географической оболочки большое значение имеет круговорот воды , который осуществляется благодаря движению воздушных масс. Без воды не может быть и жизни.

Огромная роль в жизни географической оболочки принадлежит биологическому круговороту. В зеленых растениях, как известно, на свету из углекислого газа и воды образуются органические вещества, которые служат пищей для животных. Животные и растения после отмирания разлагаются бактериями и грибами до минеральных веществ, которые затем вновь поглощаются зелеными растениями.

Ведущая роль во всех круговоротах принадлежит круговороту воздуха в тропосфере, который включает всю систему ветров и вертикальное движение воздуха. Движение воздуха в тропосфере втягивает в глобальный круговорот и гидросферу, образуя мировой круговорот воды.

Каждый последующий круговорот отличается от предыдущих. Он не образует замкнутого круга. Растения, например, берут из почвы питательные вещества, а отмирая, отдают их значительно больше, так как органическая масса растений создается в основном за счет углекислого газа атмосферы, а не за счет веществ, поступающих из почвы.

Роль живых организмов в формировании природы.

Жизнь делает нашу планету неповторимой. Жизненные процессы состоят из трех главных этапов: создания в результате фотосинтеза органического вещества первичной продукции; превращения первичной (растительной) продукции во вторичную (животную); разрушения первичной и вторичной биологической продукции бактериями, грибами. Без этих процессов жизнь невозможна. Живые организмы включают: растения, животные, бактерии и грибы. Каждая группа (царство) живых организмов выполняет определенную роль в развитии природы.

Под влиянием живых организмов в воздухе стало больше кислорода и уменьшилось содержание углекислого газа. Зеленые растения - основной источник атмосферного кислорода. Другим стал состав Мирового океана. В литосфере появились горные породы органического происхождения. Залежи угля и нефти, большинство отложений известняков - результат деятельности живых организмов.

Географическая оболочка — оболочка Земли, в пределах которой взаимно проникают друг в друга и находятся в тесном взаимодействии нижние слои атмосферы, верхние части литосферы, вся гидросфера и биосфера (рис. 1).

Представление о географической оболочке как о «наружной сфере земли» было введено русским метеорологом и географом П. И. Броуновым (1852-1927) еще в 1910 г., а современное понятие разработано известным географом академиком АН СССР А. А. Григорьевым.

Тропосфера, земная кора, гидросфера, биосфера — это структурные части географической оболочки , а заключенное в них вещество — ее компоненты.

Рис. 1. Схема строения географической оболочки

Несмотря на существенные различия структурных частей географической оболочки, у них есть одна общая, очень существенная черта — непрерывный процесс перемещения вещества. Однако скорость внутрикомпонентного перемещения вещества в разных структурных частях географической оболочки не одинакова. Наибольшие показатель скорости отмечены в тропосфере. Даже при безветрии совершенно неподвижного приземного воздуха не бывает. Условно в качестве средней скорости перемещения вещества в тропосфере можно принять величину 500-700 см/с.

В гидросфере из-за большей плотности воды скорость перемещения вещества ниже, причем здесь в отличие от тропосферы наблюдается общее закономерное убывание скорости движения вод с глубиной. В целом средние скорости переноса вод в Мировом океане составляют (см/с): на поверхности — 1,38, на глубине 100 м — 0,62, 200 м — 0,54, 500 м — 0,44, 1000 м — 0,37, 2000 м — 0,30, 5000 м -0,25.

В земной коре процесс переноса вещества настолько замедлен, что для его установления требуются специальные исследования. Скорость перемещения вещества в земной коре измеряется несколькими сантиметрами или даже миллиметрами в год. Так, скорость раздвижения срединно-океанического хребта варьирует от 1 см/год в Северном Ледовитом океане до 6 см/год в экваториальной части Тихого океана. Средняя же скорость раздвижения океанической земной коры составляет примерно 1,3 см/год. Установленная вертикальная скорость современных тектонических движений на суше такого же порядка.

Во всех структурных частях географической оболочки внутрикомпонентное перемещение вещества протекает в двух направлениях: горизонтальном и вертикальном. Эти два направления не противостоят друг другу, а представляют собой разные стороны одного и того же процесса.

Между структурными частями географической оболочки осуществляется активный и непрерывный обмен веществом и энергией (рис. 2). Например, в атмосферу в результате испарения с поверхности океана и суши поступает вода, твердые частицы попадают в воздушную оболочку во время извержения вулканов или с помощью ветра. Воздух и вода, проникая по трещинам и порам вглубь горных порол, попадают в литосферу. В водоемы постоянно поступают газы из атмосферы, а также различные твердые частицы, которые сносят потоки воды. От поверхности Земли нагреваются верхние слои атмосферы. Растения поглощают из атмосферы углекислый газ и выделяют в нее кислород, необходимый для дыхания всем живым существам. Живые организмы, отмирая, формируют почвы.

Рис. 2. Схема связей в системе географической оболочки

Вертикальные границы географической оболочки выражены нечетко, поэтому ученые определяют их по-разному. А. А. Григорьев, как и большинство ученых, верхнюю границу географической оболочки проводил в стратосфере на высоте 20-25 км, ниже слоя максимальной концентрации озона, задерживающего ультрафиолетовое излучение Солнца. Ниже этого слоя наблюдаются движения воздуха, связанные с взаимодействием атмосферы с сушей и океаном; выше движения атмосферы этого характера сходят на нет. Наибольшие споры среди ученых вызывает нижняя граница географической оболочки.

Чаще всего ее проводят по подошве земной коры, т. е. на глубине 8-10 км под океанами и 40-70 км под материками. Таким образом, общая мощность географической оболочки составляет около 30 км. По сравнению с размерами Земли это тонкая пленка.

Географическая оболочка – это целостная, непрерывная оболочка Земли, среда деятельности человека, в пределах которой соприкасаются, взаимно проникают друг в друга и взаимодействуют нижние слои атмосферы, поверхностные толщи литосферы, вся гидросфера и биосфера. Все сферыгеографической оболочкинепрерывно обмениваются веществом и энергией, образуя целостную и закономерную природную систему.

Наибольшая мощность географической оболочки около 55 км. Границы географической оболочки выражены нечетко. Она простирается в среднем от высоты 10 км в атмосфере до глубины 35-70 км под материками и 5-10 км под дном океана. Обычно за верхнюю границу принимают озоновый экран (20-28 км). Вещество оболочки одновременно может находиться в трех состояниях: твердом, жидком, газообразном, что имеет огромное значение для развития жизни на Земле. (Рис. 1)

В географической оболочке соприкасаются, взаимно проникают друг в друга и взаимодействуют нижние слои атмосферы, верхняя часть литосферы, вся гидросфера и биосфера (рис. 1). Все процессы в географической оболочке протекают одновременно за счет космических и земных источников энергии. Она сформировалась на стыке космических и земных влияний. Географическая оболочка способна к саморазвитию. Именно в ней вся совокупность условий привела к возникновению жизни и ее высшей формы – человеческого общества.

В строении и развитии географической оболочки есть свои закономерности. Общие закономерности географической оболочки: целостность, ритмичность, круговорот вещества и энергии, зональность, азональность . Знание общих географических закономерностей позволяет человеку более бережно использовать природные богатства, не нанося ущерба окружающей среде.

Целостность – это единство географической оболочки, взаимосвязь и взаимозависимость ее компонентов. Взаимодействие и взаимопроникновение всех компонентов географической оболочки связывает их в единое целое. Изменение одного компонента природы неизбежно влечёт за собой изменение других и географической оболочки в целом. Благодаря этим процессам сохраняется природное равновесие.

Знание закона целостности географической оболочки имеет большое практическое значение. Если хозяйственная деятельность человека не будет учитывать целостность географической оболочки, будут происходить нежелательные последствия. Например, осушение болот или орошение засушливых районов влияет на всю окружающую природу. Так, при орошении земель может происходить засоление почв. Повышение температуры в определенном районе влечет за собой изменение почв, растительности, животного мира. Неправильное ведение сельского хозяйства приводит к превращению плодородных земель в пустыню. Требуется также тщательное изучение территории, на которой предполагается строительство крупных тепловых, атомных электростанций, заводов и других промышленных объектов. Понимание целостности географической оболочки позволяет предвидеть в результате их строительства возможные изменения в природе.

Ритмичность – это повторяемость сходных явлений во времени. В природе все процессы и явления подчинены определенным ритмам. В природе существуют ритмы разной продолжительности. Менее продолжительные суточные и годовые ритмы (смена дня и ночи, смена времён года). В жизни Земли наблюдаются ритмы, охватывающие столетия, тысячелетия и многие миллионы лет. Продолжительность их достигает 150-240 млн лет. С ними связаны, к примеру, периоды активного образования гор и относительного спокойствия земной коры, похолодание и потепление климата.

Круговорот веществ и энергии – важнейший механизм природных процессов географической оболочки. Хорошо известен круговорот воды в природе. В жизни географической оболочки большая роль принадлежит круговороту веществ, происходящему в живой природе. В зеленых растениях из углекислого газа и воды образуются органические вещества, при этом кислород выделяется в атмосферу. Органические вещества после гибели животных и растений разлагаются микробами до минеральных соединений, которые вновь поглощаются растениями, животными, микроорганизмами. Одни и те же элементы многократно образуют органические соединения живых организмов и снова переходят в минеральное состояние.

Происходит круговорот веществ и в земной коре. Излившаяся магма образует изверженные горные породы. Под действием внешних процессов они разрушаются и превращаются в осадочные породы. Затем, погружаясь на большие глубины, испытывая действие высоких температур и давления, осадочные породы превращаются в метаморфические породы. При очень высоких температурах происходит расплавление пород, и они опять возвращаются в состояние магмы.

Следует иметь в виду, что каждый последующий круговорот в природе отличается от предыдущих. Благодаря тому, что круговороты не замкнуты, происходит развитие всех компонентов природы и географической оболочки в целом. Эти процессы способствуют сохранению определённого равновесия между природными компонентами и потому природа способна удивительно восстанавливать себя, самоочищаться до определенного предела.

Главной закономерностью географической оболочки является проявление географической зональности. Географическая зональность - основной закон распределения природных комплексов на поверхности Земли, который проявляется в виде широтной зональности (последовательная смена географических поясов и природных зон). Широтная зональность - закономерное изменение природных условий на поверхности Земли от экватора к полюсам, связанное с изменением угла падения солнечных лучей (см. рис. 2 на с. 14). Единая и целостная географическая оболочка неоднородна на разных широтах. Вследствие неравномерного распределения солнечного тепла с широтой на земном шаре закономерно изменяется от экватора к полюсам не только климат, но и почвообразовательные процессы, растительность, животный мир, гидрологический режим рек и озер. Наиболее крупные зональные подразделения географической оболочки - географические пояса . Они, как правило, простираются в широтном направлении, сменяют друг друга на суше и в океане от экватора к полюсам и повторяются в обоих полушариях: экваториальный, субэкваториальные, тропические, субтропические, умеренные, субарктический и субантарктический, арктический и антарктический. Географические пояса отличаются друг от друга воздушными массами, климатом, почвами, растительностью, животным миром.

Рис. 2. Распределение природных зон (широтной зональности) и высотных поясов в горах (высотной поясности)

В каждом географическом поясе формируется свой набор природных зон. Природная зона - зональный природный комплекс в пределах географического пояса, который характеризуется общностью температурных условий, увлажнения, сходными почвами, животным и растительным миром.

В соответствии с изменением климатических условий с юга на север, по широте, изменяются и природные зоны. Смена природных зон с географической широтой является проявлением географического закона широтной зональности. Климатические условия, особенно увлажнение и амплитуды температур, изменяются также по мере удаления от океана в глубь материков. Поэтому главная причина формирования нескольких природных зон внутри географического пояса - это соотношение тепла и влаги. (Проанализируйте по карте атласа соответствие природных зон географическим поясам.)

Каждая природная зона характеризуется определенным климатом, типом почв, растительности и животного мира. Природные зоны закономерно сменяются от экватора к полюсам и от побережья океанов в глубь материков вслед за изменением климатических условий. Характер рельефа влияет на режим увлажнения в пределах природной зоны и может нарушать ее широтное простирание.

Наряду с зональностью важнейшей закономерностью географической оболочки является азональность. Азональность - это формирование природных комплексов, связанных с проявлением внутренних процессов Земли, которые определяют неоднородность земной поверхности (наличие материков и океанов, гор и равнин на материках и др.). Наиболее ярко азональность проявляется в горах в виде высотной поясности. Высотная поясность - закономерная смена природных комплексов (поясов) от подножия гор к их вершинам (см. рис. 2). Высотная поясность имеет много общего с широтной зональностью: смена поясов при подъеме в горы происходит примерно в той же последовательности, что и на равнинах при движении от экватора к полюсам. Первый высотный пояс всегда соответствует той природной зоне, в которой расположены горы.

Список литературы

1. География 8 класс. Учебное пособие для 8 класса учреждений общего среднего образования с русским языком обучения /Под редакцией профессора П. С. Лопуха - Минск «Народная асвета» 2014

географическая оболочка, географическая оболочка это
Географи́ческая оболо́чка - в российской географической науке под этим понимается целостная и непрерывная оболочка Земли, где её составные части: верхняя часть литосферы (земная кора), нижняя часть атмосферы (тропосфера, стратосфера), вся гидросфера и биосфера, а также антропосфера - проникают друг в друга и находятся в тесном взаимодействии. Между ними происходит непрерывный обмен веществом и энергией и информацией.

Верхнюю границу географической оболочки проводят в стратосфере несколько ниже слоя максимальной концентрации озона на высоте примерно 25 км. Для этой пограничной части атмосферы характерно основное свойство ГО - взаимопроникновение компонентов, а также выражен основной закон оболочки - закон географической зональности. Этот закон отражает разделение суши и океанов на природные зоны, закономерно повторяющихся в обоих полушариях, смена зон обусловлена главным образом характером распределения энергии Солнца по широтам и неравномерностью увлажнения. Нижнюю границу географической оболочки в верхней части литосферы (500-800 м.)

ГО обладает рядом закономерностей. Кроме зональности есть целостность (единство), обусловленное тесной взаимосвязью слагающих компонентов. Изменение одного компонента приводит к изменению других. Ритмичность - повторяемость природных явлений, суточный годовой. Высотная поясность - закономерная смена природных условий с подъемом в горы. Обусловленная изменением климата с высотой, понижением температуры воздуха, его плотности, давления, возрастанием солнечной радиации, а также облачности и годовой суммы осадков Географическая оболочка является объектом исследования географии и её отраслевых наук.

• 1 Терминология
• 2 Компоненты географической оболочки
  • 2.1 Земная кора
  • 2.2 Тропосфера
  • 2.3 Стратосфера
  • 2.4 Гидросфера
  • 2.5 Биосфера
  • 2.6 Антропосфера (Ноосфера)
• 3 Примечания
• 4 Литература

Терминология

Несмотря на критику термина географическая оболочка и сложности его определения, он активно используется в географии.

Представление о географической оболочке как о «наружной сфере земли» введено русским метеорологом и географом П. И. Броуновым (1910). Современное понятие разработано и введено в систему географических наук А. А. Григорьевым (1932). Наиболее удачно история понятия и спорные вопросы рассмотрены в трудах И. М. Забелина.

Понятия, аналогичные понятию географической оболочки, есть и в зарубежной географической литературе (земная оболочка А. Гетнера и Р. Хартшорна, геосфера Г. Кароля и др.). Однако там географическая оболочка рассматривается обычно не как природная система, а как совокупность природных и общественных явлений.

Существуют другие земные оболочки на границах соединения различных геосфер.

Компоненты географической оболочки

Земная кора

Основная статья: Земная кора

Земная кора - это верхняя часть твёрдой земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн - границей Мохоровичича. Толщина коры колеблется от 6 км под океаном, до 30-50 км на континентах. Бывает два типа коры - континентальная и океаническая. строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол. Земная кора разделена на различные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Кинематику этих движений описывает тектоника плит.

Тропосфера

Основная статья: Тропосфера

Её верхняя граница находится на высоте 8-10 км в полярных, 10-12 км в умеренных и 16-18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом. Нижний, основной слой атмосферы. Содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м

За «нормальные условия» у поверхности Земли приняты: плотность 1,2 кг/м3, барометрическое давление 101,34 кПа, температура плюс 20 °C и относительная влажность 50 %. Эти условные показатели имеют чисто инженерное значение.

Стратосфера

Основная статья: Стратосфера

Верхняя граница - на высоте 50-55 км. Температура с ростом высоты возрастает до уровня около 0 °C. Малая турбулентность, ничтожное содержание водяного пара, повышенное по сравнению с ниже - и вышележащими слоями содержание озона (максимальная концентрация озона на высотах 20-25 км).

Гидросфера

Основная статья: Гидросфера

Гидросфера - совокупность всех водных запасов Земли. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше - в континентальной речной сети и подземных водах. Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара.

Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова, и в вечной мерзлоте, слагая криосферу.

Биосфера

Основная статья: Биосфера

Биосфера - это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.

Антропосфера (Ноосфера)

Основная статья: Ноосфера

Антропосфера или ноосфера - сфера взаимодействия человека и природы. Определение ноосферы впервые ввёл российский учёный В. И. Вернадский. Признаётся не всеми учеными.

Примечания

1. Tanimoto Toshiro. Crustal Structure of the Earth / Thomas J. Ahrens. - Washington, DC: American Geophysical Union, 1995. - ISBN ISBN 0-87590-851-9.

Литература

• Броунов П. И. Курс физической географии, СПб., 1917.
• Григорьев А. А. Опыт аналитической характеристики состава и строения физико-географической оболочки земного шара, Л.-М., 1937.
• Григорьев А. А. Закономерности строения и развития географической среды: Избранные теоретические работы. М., 1966.

географическая оболочка, географическая оболочка земли, географическая оболочка это, свойства географическая оболочка, что такое географическая оболочка

Географическая оболочка Информацию О

14.1 Географическая оболочка - целостная материальная система, образованная при взаимодействии и взаимопроникновении атмо­сферы, гидросферы, литосферы, живого вещества.

О том, что география изучает особую оболочку Земли, писали многие географы. А. Гумбольдт в своем труде «Космос» «стремил­ся обнять явления внешнего мира в их общей связи, природу как целое, движимое и оживляемое внутренними силами». Его «жизнесфера» по своему содержанию аналогична биосфере, в заклю­чительных строках он говорит о «сфере разума». Наиболее четкое представление о наружной оболочке Земли было изложено в тру­дах П. И. Броунова. В 1910 г. в предисловии к «Курсу физической географии» он писал, что физическая география изучает «совре­менный облик Земли, иначе сказать, современное устройство на­ружной оболочки, являющейся ареной органической жизни... На­ружная оболочка Земли состоит из нескольких концентрических сферических оболочек, а именно: твердой, или литосферы, жид­кой, или гидросферы, и газообразной, или атмосферы, к кото­рым присоединяется еще и четвертая - биосфера. Все эти оболоч­ки в значительной степени проникают одна в другую и своим взаимодействием обусловливают как наружный облик Земли, так и все явления на Земле». Термин «географическая оболочка» пред­ложил в 1932 г. А. А. Григорьев («Предмет и задачи физической географии»). Он считал, что «земная поверхность представляет ка­чественно особую вертикальную физико-географическую зону, или оболочку, характеризующуюся глубоким взаимопроникновением и активным взаимодействием литосферы, атмосферы и гидросфе­ры, возникновением и развитием именно в ней органической жизни, наличием в ней сложного, но единого физико-географи­ческого процесса».

Оболочку называли по-разному: ландшафтная оболочка (С.В.Калесник), ландшафтная сфера (Ю.К.Ефремов). А.И.Исаченко предложил именовать географическую оболочку эпигео-сферой, подчеркивая, что это именно наружная земная оболочка. И.М.Забелин считал, что термин географическая оболочка нуж­но заменить термином биогеносфера. Он писал, что термин под­черкивает самую важную особенность - зарождение жизни.

В географической литературе часто используется термин «гео­графическая среда». Некоторые ученые ставили знак равенства между терминами географическая среда и географическая обо­лочка. По их мнению, эти термины дополняют друг друга. Однако в термине «географическая среда» на первое место ставится чело­век, человеческое общество; границы среды изменяются вместе с развитием человеческого общества. Термин «географическая оболочка» более грамотный с точки зрения географов: в географической обо­лочке всем компонентам придается одинаковое значение.

Положение верхней и нижней границ разными авторами оце­нивается по-разному. А.А.Григорьев верхнюю границу географи­ческой оболочки проводит в стратосфере на высоте 20 - 25 км, ниже слоя концентрации озона. Нижняя граница, по его мнению, проходит немного ниже границы Мохо. На материках нижняя гра­ница проходит на глубине 30 - 40 км, под океанами 5 - 8 км. Мощность географической оболочки по А.А.Григорьеву состав­ляет 75 км на материках и 45 км - на океане.

В границах, близких к обозначенным А.А.Григорьевым, рас­сматривает географическую оболочку А. М. Рябчиков. Однако ниж­нюю границу он проводил на уровне земной коры. С. В. Калесник верхнюю границу проводил на уровне тропопаузы. Нижнюю гра­ницу он ограничивает осадочным слоем земной коры (4 - 5 км). А. Г. Исаченко в географическую оболочку включает тропосферу, гидросферу и осадочный слой земной коры. И.М.Забелин ниж­нюю границу связывает с нижним пределом распространения орга­нической жизни и воды в жидком состоянии. Ф.Н.Мильков, Д.Л.Арманд верхнюю границу проводят по тропопаузе, ниж­нюю - по границе земной коры. В Географическом энциклопеди­ческом словаре и книге «Мир географии» авторы нижнюю грани­цу проводят по зоне гипергенеза, верхнюю - по тропопаузе («Мир географии»), на высоте 25 км (Географический энциклопедичес­кий словарь).

Границы географической оболочки, очевидно, следует прово­дить по границе наиболее активного взаимодействия всех компо­нентов и проявлению географических закономерностей, особен­ности географической зональности. Следовательно, верхняя гра­ница располагается на уровне озонового экрана - 22 - 25 км; так как в этом слое атмосферы в результате взаимодействия форми­руются воздушные массы, до этой границы может существовать живое вещество. Нижнюю границу следует проводить по границе зоны гипергенеза (500-800 м), в этой зоне сформировались зональные коры выветривания, происходят круговороты вещества и энергии. В географическую оболочку включается вся гидросфера. В этом случае мощность географической оболочки составляет 23 - 26 км.

Ряд ученых предлагали заменить термин «географическая обо­лочка» термином «биосфера». Они считают, что биосфера в пони­мании В. И. Вернадского по мощности и по смыслу, вкладывае­мому в понятие, совпадает с географической оболочкой. Более того, термин «биосфера» получил широкое распространение в научной и популярной литературе и понятен всем жителям пла­неты. Однако в традиционном понимании в термине «биосфера» центральное место предназначается живому веществу, остальные компоненты образуют его окружающую среду, что не совсем пра­вильно. Кроме того, географическая оболочка существует более длительное время, чем биосфера. Биосферный этап - стадия раз­вития географической оболочки.

14.2 Географическое пространство. Разработкой идей «географического пространства и времени» занимались многие ученые, такие, как Ю.К.Ефремов, Д.Л.Ар­манд, К.К.Макаров, Н.М.Сватков, В.С.Лямин и др. В.С.Лямин считает, что «существует множество реально существующих форм пространства и времени, можно говорить о химическом, биоло­гическом, географическом пространстве и времени». Простран­ство есть взаимное расположение компонентов системы, время - чередование состояний данной саморазвивающейся системы. В Географическом энциклопедическом словаре дается следующее определение географического пространства: «географическое про­странство - форма существования географических объектов и явлений в пределах географической оболочки; совокупность от­ношений между географическими объектами, расположенными на конкретной территории и развивающимися во времени».

Более широкое толкование «географического пространства» дано К.В. Пашкангом. Он считает, что географическая оболочка тесно связана с окружающим ее космическим простран­ством и с внутренними частями Земли. Солнечная энергия, по­ступающая от Солнца к Земле, является источником всех геогра­фических процессов. Сила притяжения Солнца удерживает Землю на околосолнечной орбите, сила притяжения Луны обусловлива­ет образование приливов. На поверхность Земли падают метеори­ты. Из недр Земли поступает эндогенная энергия, определяющая формирование наиболее крупных форм земной поверхности. Вер­хняя граница географического пространства располагается на высоте 10 радиусов Земли, на верхней границе магнитосферы; нижняя - на поверхности Мохо. Географическое пространство подразделяется на четыре части.

1. Ближний космос. Нижняя граница проходит по верхней границе атмосферы на высоте 2000 км над Землей. Здесь происходит взаимодействие космических факторов с магнитным и гравита­ционным полями. В магнитосфере задерживается корпускулярное излучение Солнца.

2. Высокая атмосфера. Снизу она ограничивается стратопаузой. Здесь происходит торможение космических лучей, их преобразо­вание, образование озона.

3. Географическая оболочка.

4. Подстилающая кора. Нижняя граница - поверхность Мохо. Эта область проявления эндогенных процессов, формирующих геотектуры и морфоструктуры планеты.

14.3. Компоненты, структурные уровни географической оболочки. Компоненты географической оболочки - это однородные ве­щественные образования. К ним относятся природная вода, воз­дух, горные породы, растения, животные, почвы.

Компоненты различают по агрегатному состоянию - твердое, жидкое и газообразное. Сейчас выделяют еще четвертое состоя­ние - вода в капиллярах: она не замерзает при нуле градусов, а становится вязкой.

Компоненты могут иметь различные уровни организации: жи­вой, косный (абиотический), биокосный (органо-минеральный). К живым компонентам относятся растения, животные; к биокос­ным - почвы; к косным - воздух, вода, горные породы.

По степени активности компоненты делят на устойчивые - горные породы, почвы; мобильные - вода, воздух; активные - растения, животные. Некоторые ученые подразделяют компонен­ты на первичные - вода, воздух, горные породы, растения, жи­вотные; и производные - почвы, лед, мерзлые горные породы (К. И.Геренчук, В. А. Боков, И.Г.Черванев). Иногда к компонен­там географической оболочки относят рельеф, климат (А.А.Половинкин, К.К.Марков, А.Г.Исаченко, В.С.Жекулин), или ли­тосферу, атмосферу. Однако не вся литосфера и атмосфера вклю­чается в состав географической оболочки, а рельеф и климат яв­ляются не компонентами, а свойствами горных пород и воздуха.

Выделяют три структурных уровня географической оболочки. Первый уровень - геокомпонентный. Это самый простой уровень, отдельные компоненты изучают естественные науки - геология, ботаника, геохимия и геофизика.

Второй уровень называется геосферным. Геосферы - это обо­лочки, занятые преимущественно одним компонентом. Геосферы определяют вертикальную структуру географической оболочки, они располагаются ярусно и распределяются по удельному весу. Верхняя - атмосфера, образованная самыми легкими газами. Нижезалегают гидросфера и литосфера. Эти оболочки образуют более тяжелые химические элементы.

Наиболее сложное строение оболочка имеет на контакте сфер: атмосферы и литосферы (поверхность Земли), гидросферы и ли­тосферы (дно океана), атмосферы и гидросферы (поверхность океана), атмосферы, гидросферы и атмосферы (в прибрежной зоне океана).

Третий уровень - геосистемный. Геосистемы - комплексы, образованные при взаимодействии всех компонентов. Геосистемы образуют горизонтальную структуру географической оболочки. Дифференциация географической оболочки на геосистемы обус­ловлена неравномерным распределением тепла и влаги, неодно­родностью земной поверхности.

Географическая оболочка обладает качественным своеобрази­ем и отличается от первичных геосфер, ее образующих:

Географическая оболочка - наиболее сложная оболочка пла­неты, характеризующаяся разнообразием вещественного состава;

В пределах географической оболочки вещество находится в трех агрегатных состояниях, обладает широким диапазоном фи­зических характеристик;

В оболочке присутствуют различные виды энергий, солнеч­ная энергия преобразуется в энергию химических связей, тепло­вую и механическую;

В пределах географической оболочки наблюдается тесное взаимодействие слагающих ее компонентов, что приводит к об­разованию качественно новых образований - природных комп­лексов;

В пределах географической оболочки возникла жизнь, суще­ствует человеческое общество.

14.4. Этапы развития географической оболочки. В жизни географической оболочки выделяют несколько этапов. Самый ранний - добиосферный, затем биосферный этап разви­тия. В настоящее время все чаще ученые начали говорить, что в жизни географической оболочки начинается новый этап - ноо-сферный. Развитие шло по пути усложнения структуры, в процес­се взаимодействия образовывались новые компоненты и комп­лексы. Каждый новый этап характеризуется возникновением но­вых круговоротов вещества и энергии.

Добиосферный (геологический) этап развития продолжался с 4,5 млрд. лет до 570 млн. лет. В это время произошло формирование материков и океанических впадин, образовались атмосфера и гид­росфера. На добиосферном этапе взаимодействовали атмосфера, гидросфера, литосфера. Живое вещество существовало, но сплош­ного распространения не имело. В это время целостность оболочкиподдерживали круговороты воды и химических элементов. В ре­зультате взаимодействия первичных компонентов - воды, возду­ха, горных пород - формировались компоненты географической оболочки. Образовались природные вода и воздух, т.е. компонен­ты несут в себе результаты взаимодействия оболочек. Природный воздух - это уже не только газы атмосферы, он содержит воду гидросферы и твердые частицы литосферы. В природной воде су­ществуют соли и газы. Сформировались осадочные горные поро­ды. На добиосферном этапе верхняя граница географической оболочки, вероятно, располагалась на высоте 80 км (в этом слое суще­ствуют серебристые облака, состоящие из смерзшихся газов и льда, т.е. пары воды при круговоротах заносились на эту высоту). Кроме того, на этой высоте проходит граница гомосферы. Нижняя гра­ница проходила по границе осадочного слоя: осадочные горные породы являются результатом воздействия на горные породы воды и воздуха, кроме того, именно здесь располагаются горизонты подземных вод.

На втором, биосферном, этапе во взаимодействие включается живое вещество (с 570 млн. лет по 40 тыс. лет). К круговоротам добавляется биогенный: неорганические элементы на свету за счет реакции фотосинтеза превращаются в органическое веще­ство, к испарению добавляется транспирация. Компоненты географической оболочки становятся более сложными, в их пре­образовании участвует живое вещество. Природная вода приоб­ретает специфический газовый и солевой состав, который явля­ется результатом жизнедеятельности организмов. Образуются коры выветривания и почвы, их образование тоже связано с деятель­ностью живого вещества. Газы атмосферы прошли через биоло­гические круговороты. К компонентам добавляются растительность и животные. Очевидно, компоненты становятся биогенными. Однако перламутровые облака и осадочные горные породы ока­зываются вне зоны активного круговорота. Верхняя граница гео­графической оболочки спускается до озонового экрана (здесь образуются зональные воздушные массы), нижняя граница - очерчивает зону гипергенеза.

На третьем этапе географическая оболочка вступает в ноосферный этап развития. Под ноосферой (сферой разума) понимают сферу взаимодействия природы и общества, в которой разумная деятельность человека становится определяющим фактором раз­вития. На ноосферном этапе к круговоротам добавляется антропо­генный круговорот вещества и энергии. Начинают формироваться антропогенные компоненты, они несут в себе результаты воздей­ствия человеческой деятельности. Границы географической обо­лочки ноосферного этапа, очевидно, должны расширяться, в пер­спективе человечество освоит всю Солнечную систему. Подроб­ная характеристика ноосферы дана в отдельной главе.

14.5. Круговорот вещества. Миграция вещества в ГО имеет форму круговоротов различного масштаба. Круговороты не замкнуты. Газообразные и жидкие вещества, как очень динамичные проникают в твердую литосферу через поры, трещины. Вода образует подземные водоносные горизонты. Много воды находится в связанном состоянии. Вода растворяет горные породы и переносит растворенные вещества на большие расстояния, происходят сложные процессы взаимодействия, в результате которых образуются не только новые вещества, но и различные структурные образования. В свою очередь, твердые вещества проникают в воздушную и водную среду. Перемещения вещества называют его круговоротом. Особенно значительны результаты круговорота веществ за геологические отрезки времени.

В истории З. известны крупные этапы преобладания горообразования, чередующиеся с относительно спокойными в геологическом отношении этапами, когда преобладали процессы выравнивания рельефа, что сопровождалось и сопровождается перераспределением громадных объемов вещества. В результате рыхлые поверхностные горные породы оказывались на больших глубинах, претерпевали воздействие больших давлений и высоких температур, превращаясь, например, в метаморфические породы. Или, наоборот, донные осадки моря могут слагать горные цепи. Амплитуды перемещений достигают десятки км. Многократно менялось соотношение суши и моря.

Из школьного курса хорошо известен круговорот воды в природе. Он сопровождается обменом вещества между сушей и морем. Ежегодно с земной поверхности в атмосферу поступает, как уже отмечалось, 577 тыс. км 3 воды вследствие испарения и транспирации растениями и столько же возвращается на земную поверхность в виде атмосферных осадков. Основные звенья круговорота воды: испарение, перенос водяных паров или облачных образований воздушными течениями, выпадение осадков. Выделяют общий, или большой круговорот, в котором участвуют Океан, суша и атмосфера, а также малые - внутриматериковый и внутриокеанический.

Выделяется также круговорот вещества между сушей и морем, связанный с круговоротом воды. Участвует в круговороте не только чистая вода, но и соли, взвеси, растворы. За счет сносимого с суши так называемого твердого стока формируются терригенные донные осадки Океана. Интенсивность твердого стока определяется тектонической обстановкой, которая определяет также соотношение суши моря, уклоны земной поверхности, ее расчлененность и т.д.

14.6. Круговорот энергии. Все виды энергии связаны законом эквивалентности и постепенно превращаются в тепловую, поэтому измеряются в калориях. Энергия Земли имеет 2 источника: внутренняя энергия З. и энергия С. и Космоса. Внутренняя энергия З. – 50 эрг/см 2 в сек, или 3Х10 17 ккал/год на всю поверхность З. Это преимущественно радиоактивное тепло. Внешняя энергия: Космос –1,4 Х 10 13 ккал/год. Основная энергия солнечная – 1,4 Х 10 21 ккал/год.

Незначительная часть энергии аккумулируется в биомассе зеленых растений в форме химической энергии, способной к дальнейшим превращениям. В готовом виде эта энергия затем используется всеми гетеротрофными организмами. Общее количество энергии, аккумулирующееся живым веществом биосферы, составляет около 10 19 ккал\год. Годовая продукция биомассы в энергетическом выражении составляет около 8х10 17 ккал. После отмирания организмов химическая энергия в результате окисления превращается в тепловую, часть ее аккумулируется гумусовой оболочкой, которая, в конце концов, тоже превращается в тепловую. Таким образом, Земля, сколько получает энергии, столько и отдает (частично аккумулируя).

В процессах круговорота вещества и энергии выражается связь частных географических оболочек и единство ГО.

14.7. Ландшафтная структура географической оболочки, природно-территориальные комплексы. ГО - огромный, покрывающий всю Землю, природный (географический комплекс). Его компоненты: вещество литосферы (горные породы), гидросферы (вода), атмосферы (воздух), организмы. Их сочетание можно наблюдать в любом месте на поверхности З., потому, что ГО сплошная. Сплошная, но не везде одинаковая. Развитие ГО привело к формированию так называемых ПТК (природно-территориальных комплексов), географических ландшафтов. Каждый ПТК – относительно однородный участок земной поверхности, который отличается от соседних характером взаимодействия между компонентами, главные из которых 1)рельеф с образующими его горными породами, 2) почвы с корой выветривания,3) воды, 4) воздух атмосферы, 5) живые организмы. Примерами ПТК служат ландшафт поймы реки, ландшафт моренного холма и др. При классификации простейшим элементом ПТК считается фация (иногда отождествляется с понятием биогеоценоз). Фации образуют ПТК более высокого порядка. Изучением ПТК, как не измененных, так и измененных деятельностью людей, занимается раздел физической географии, называемый большинством географов ландшафтоведением, где будет рассматриваться и иерархия ПТК.

Под ландшафтом все географы понимают природный комплекс, но одни распространяют это понятие на любой природный комплекс, независимо от его размеров и сложности (ландшафт = природный комплекс). Другие называют ландшафтом только природный комплекс определенного ранга, отличающийся индивидуальностью, неповторимостью в пространстве и во времени, и принимают его за основную единицу при физико–географическом районировании. В этом случае природные комплексы, более сложные, чем ландшафт, представляют собой объединения ландшафтов, менее сложные являются частями ландшафта.

ПТК планетарного масштаба - географические пояса и природные зоны . ПТК суши и Океана неодинаковы. На суше выделено огромное разнообразие ПТК. Чтобы убедиться в этом, достаточно совершить путешествие по меридиану от одного полюса до другого. При этом встретятся такие ПТК как полярные пустыни, степи умеренных широт, тропические леса и др. Расположение ПТК подчинены определенной закономерности, которая носит название широтной (горизонтальной) зональности. Зональность одна из основных закономерностей ГО, к которым относят также ее азональность, цельность, ритмичность, секторность, региональность.

14.8. Закон зональности и географической поясности природы земной поверхности выражаетзакономерные изменения всех компонентов ГО по направлениюот экватора к полюсам. Эти изменения - есть следствие шарообразной формы Земли, поверхность которой в процессе суточного и годового движения в потоке параллельных солнечных лучей получает различное количество тепла и света, в зависимости от широты.

Наклон земной оси обуславливает изменение притока солнечной энергии во времени для каждой широты, и, следовательно, изменения природных процессов и явлений внутри года.

Зональность затухает вверх и вниз от земной поверхности, что вызвано убыванием солнечной радиации (энергии), поэтому в пределах ГО выделяют ландшафтную сферу, прилегающую к земной поверхности. Зональность не прослеживается четко у верхней и нижней границы ГО.

Самые крупные зональные структуры ГО – природные (географические) пояса (ГП). Если сравнить карты климатического и природного районирования земного шара, то видно, что границы ГП совпадают с границами климатических поясов, более того, они имеют те же названия: экваториальный, 2 субэкваториальных, 2 тропических, 2 субтропических, 2 умеренных, 2 субполярных, 2 полярных (арктически и антарктический).

Относительная однородность температурных условий внутри климатических (а, следовательно, и ГП) обусловлена господством однородных типов воздушных масс, или закономерной их сменой. Как известно, выделяется 4 типа воздушных масс: экваториальный, тропический, умеренный и арктический (антарктический) . Свойства воздушных масс определяются в решающей степени условиями нагревания и охлаждения постилающей поверхности на тех или иных широтах, и, следовательно, воздуха, а также от других факторов. В соответствии с этим выделяются 7 основных климатических поясов – 1 экваториальный, 2 тропических, 2 умеренных (полярных), арктический и антарктический. В пределах этих поясов в течение всего года господствует одна воздушная масса. Кроме того, выделено 6 переходных климатических поясов , по 3 в каждом полушарии. Их названия начинаются с приставки «суб-» («почти»): субарктический, субантарктический, 2 субтропических, 2 субэкваториальных.

Выделение переходных поясов связано с особенностями формирования климатических условий при сезонной смене воздушных масс. Смена воздушных масс вызвана относительным перемещением зенитального положения Солнца в течение года. В момент летнего солнцестояния северного полушария (22 июня) границы распространения воздушных масс смещаются вслед за зенитальным лучом Солнца и занимают крайнее северное положение. Наоборот, в день летнего солнцестояния южного полушария, воздушные массы смещаются в южном направлении и их границы занимают крайнее южное положение. В пределах переходных климатических поясов, таким образом, в течение года погоду и климат формируют две воздушные массы (воздушные массы основных поясов, расположенных либо севернее, либо южнее): в субарктическом летом находится воздух умеренных широт, а зимой – арктический, в субтропическом летом – тропический, зимой - умеренный (он же полярный воздух), в субэкваториальном летом – экваториальный, зимой – тропический.

Всего выделено 13 климатических поясов, где условия формирования климата определяют свойства и режим смены названных воздушные масс.

Еще раз подчеркиваем, что решающим фактором деления ГО на ГП являются температурные различия, определяемые величиной температурного баланса, т.е. разницей между приходом и расходом тепла. Зональное распределение солнечной энергии в значительной степени определяет зональность облачности и увлажнения, циркуляции атмосферы и т.д.

ГП включают как участки материков, так и суши. Зональные различия в Океане прослеживаются на глубинах до 2 тыс. метров.

Внутри участков суши ГП выделяются природные зоны. Природные зоны отчетливо выделяются по преобладающему типу растительного покрова. Так, например, широко известны термины «зона тундры», «зона лесов», «зона пустынь», «зона степей», «зона субтропических лесов», «зона экваториальных лесов» и др. Всего выделено около 50 природных зон.

Главный критерий определения границ природных зон – соотношение тепла и влаги. Количественными показателями этого соотношения являются коэффициенты увлажнения, индексы сухости, гидротермические коэффициенты, на которые опираются исследователи, которые занимаются вопросами ландшафтного (физико-географического) районирования.

Коэффициент увлажнения (Н.Н. Иванова) - отношение количества выпадающих за определенный период атмосферных осадков (R ) к величине испаряемости (E ) за тот же период, т.е. k = R : E , выраженное в процентах. Например, коэффициент увлажнения для СКО по этой формуле вычисляется как отношение слоя осадков (350 мм в год) к слою воды, которая может испариться с данной территории за год при существующем притоке солнечной энергии, (около 750 мм), т.е. 350мм:750мм х 100% = 47%.

Радиационный индекс сухости (по М.И.Будыко) - отношение годового радиационного баланса подстилающей поверхности (R ) к сумме тепла (Lr ), необходимой для испарения годового количества осадков (r ) на той же площади (L – скрытая теплота парообразования), т.е. R : Lr . Например, для СКО данный показатель может быть рассчитан следующим образом:

30 ккал/см 2 в год: (600 кал/г х 35 г) = 1,4, где30 ккал/см 2 в год - годовой радиационный баланс подстилающей поверхности СКО, 600кал/г – скрытая теплота испарения, 35г – объем в граммах слоя воды, выпадающего на 1 см 2 поверхности за год.

Гидротермический коэффициент Селянинова – величина К = (R х 10): сумма t , где R – сумма осадков в мм за период с температурами выше 10 0 , сумма t – сумма температур в градусах за то же время. Гидротермический коэффициент является характеристикой увлажненности территории (влагообеспеченности). Предполагается, что расход влаги на испарение в теплые месяцы года приближенно равен сумме температур, уменьшенной в 10 раз. По расчетам, северная граница степной полосы Европейской части России совпадает с изолинией K = 1, а северная граница полупустыни с изолинией K = 0,., Для СКО

K варьирует от 1,1 на севере, до 0,7 на юге области.

Поскольку обеспеченность влагой зависит не только от широты места, но и от множества других факторов (циркуляции атмосферы, рельефа, удаленности от океана и др.), то конфигурация природных зон бывает различной и зависит от комплекса региональных причин. Природные зоны имеют как широтное, так и меридиональное простирание, могут иметь изометричные формы.

14.9 Вертикальная поясность. Особенно велико влияние рельефа на соотношение тепла и влаги, обуславливающие формирование природных комплексов. Именно влиянием рельефа объясняется наличие вертикальной поясности в горных странах. С поднятием вверх убывает количество тепла (радиационного баланса), меняется увлажненность при сложной пересеченности рельефа (смятие поверхности в горные складки). Все вместе взятое приводит к формированию в горах природных комплексов, обладающих чертами, не свойственными равнинным странам.

В горах каждого ГП – свои сочетания высотных поясов, сменяющихся последовательно от подножия к вершине. Пояс подножия соответствует горизонтальной зоне, места, где находится склон горной системы. Полнота спектра зон высотной поясности, таким образом, зависит от положения горной страны и высоты. Важное значение в формировании зон вертикальной поясности имеет экспозиция склонов (наветренный или подветренный склон и т.д.), определяющих опять же, в конечном счете, соотношение тепла и влаги.

Высотные пояса могут замещаться, выпадать, меняться местами и т.д.

14.10. Асимметричность (азональность) географической оболочки. Наряду с практически симметричным расположение ГП (их повторяемость в северном и южном полушариях относительно экватора) в ГО давно замечено наличие асимметричности. Последняя выражается не в полном проявлении зональной симметричности и во многих других проявлениях свойств планеты. По обобщению академика К.К. Маркова, к проявлениям асимметричности относятся:

асимметричность фигуры Земли;

неодинаковое распределение суши и моря (19 и 39% суши соответственно в южном и северном полушариях);

состояние атмосферы (давление, циркуляция);

различия в температуре (в северном полушарии 15,2 0 , в южном 13,3 0 С);

амплитуды температур меньше в южном полушарии, по сравнению с северным;

состояние современного оледенения (различия в возрасте, динамике и др.);

течение «Западный дрейф» имеется только в южном полушарии;

не все природные зоны повторяются в каждом из полушарий (в южном отсутствуют зоны тундры, лесотундры, тайги, смешанных лесов).

14.11. Целостность географической оболочки – связана с тем, она является сложным природным комплексом, природной системой, все компоненты которой находятся во взаимных связях и зависимостях. Изменение одного компонента вызывает цепь реакций, вплоть до разрушения. В последнее время все большее и большее влияние оказывает человек на развитие сложившихся связей в природных комплексах. Например, Д.Л. Арманд в своей книге «Нам и внукам» пишет: « В американской литературе описан случай, когда гербициды улучшили травостой лугов, но одновременно погубили ивняки, служившие пищей бобрам. Бобры покинули реку, высокий уровень которой поддерживался плотинами. Плотины постепенно разрушились, река обмелела, погибла водившаяся в ней форель и др. рыба. Затем понизился во всей местности уровень грунтовых вод и богатые поемные луга, ради которых были применены гербициды, осуходолились и потеряли ценность. Задуманное мероприятие не сработало, потому что люди попытались воздействовать лишь на одно звено сложного переплетения причин и следствий»

14.12. Ритмичность географической оболочки – повторяемость сходных процессов и явлений во времени. Мы уже рассматривали суточные, сезонные, годовые ритмы, 11-летние циклы солнечной активности, упоминали о повторяемости галактического года с периодом 180-200 млн. лет. Повторяемость названных явлений известна, хотя не всегда мы еще знаем об их последствиях, о том, как они действуют при наложении друг на друга. Мы не знаем, вероятно, причин повторяемости некоторых других процессов и явлений. Например, причины периодичности оледенений и межледниковий четвертичного времени, изменений полярности магнитного поля Земли в геологическом прошлом, изменений климата и связанных с ним уровней внутренних водоемов суши и др.

14.13. Секторность географической оболочки - долготная смена ландшафтов. На материках выделяются западные приокеанические секторы, секторы центральных частей материков, восточные приокеанические территории с их специфическими чертами, связанными с влиянием океанов, океанических течений, направлением господствующих ветров, удаленностью от моря и т.д.

14.14. Региональность географической оболочки – наличие региональных особенностей внутри природных зон. Например, в пределах хвойных лесов умеренного пояса выделяют регионы с преобладанием кедра, или ели европейской, ели сибирской и т.д.

14.15. Система природа - население - общество. На начальных стадиях развития современной ГО шло формирование неорганической ее части – литосферы, гидросферы, атмосферы. Этот процесс шел по линии дифференциации соответствующей части вещества планеты, усложнения ее структуры и каждой входящей в нее геосферы. В ходе развития создались предпосылки для появления жизни.

Возникновение живой материи ознаменовало наступление качественно нового этапа развития системы. Живое вещество по мере своего развития и усложнения становится мощной геологической силой, которая привела к существенному изменению состава атмосферы, литосферы, появлению почвенного покрова, возникновению новых процессов (биогеохимических и др.). Образовалось сложное единство неорганических и биологических компонентов – биосфера.

Наконец, появление человеческого общества означало окончательное формирование архисложной системы взаимодействия трех форм движения материи – планетарной неорганической, биологической и социальной - современной ГО. Новое состояние биосферы в результате гигантской работы человечества В.И. Вернадский назвал ноосферой (сферой разума). Однако, все очевидней вывод о том, что далеко не все в ней разумно.

Коротко рассмотрим некоторые аспекты взаимодействия природы и человека (общества) – самой жгучей проблемы современности.

Устойчивость природной системы, ее упругость, ее способность и стремление к естественному равновесию, удивительны. В истории Земли происходили пертурбации геологические, климатические – трансгрессии, орогенезы, оледенения, но они, в конечном счете, служили природе, во всяком случае, живой – только на пользу. После такого «сжатия» природа-«пружина» вновь «расправлялась». Создавая трудности для существования, великие перемены приводили к уничтожению слабых родов и порождали иные, более приспособленные к открывающимся новым экологическим нишам, более выносливые и изворотливые.

Очевидно, также подействовал бы и пресс со стороны человека, если бы он продолжался в течение длительного геологического времени и медленно. Но он слишком кратковременен для создания новых видов, развивался и развивается стремительно, хотя какое-то время влияние человеческого общества по интенсивности и содержанию не отличалось от влияния животного мира. Люди занимались собирательством. Крупный рубеж в деле изменения природной среды – переход от собирательства к хозяйству. С развитием скотоводства, и особенно земледелия (подсечное на первых порах), воздействие человека на природу резко усилилось. Особенно пострадали леса. Ранее всего леса начали уничтожать в Западной Европе. Древних европейцев окружал зеленый океан. За 3 тысячи лет в Европе были сведены леса на площади около 600 млн.га. Практически Европа обезлесена (естественные леса сохранились лишь в Восточной Европе, в Скандинавии и в горах).

В настоящее время леса Западной Европы, также страдают, но уже по причине «сернистых дождей». Такие дожди возникают при соединение атмосферной влаги с сернистым газом – продуктом горения. От сгорания 10т угля образуется 1т сернистого газа. При высокой концентрации промышленных предприятий образуется огромное количество сернистого газа, и кислотные дожди губят леса, все живое в реках, озерах. В Западной Германии создана политическая партия «зеленых», выступающая за охрану окружающей среды; и один из лозунгов этой партии: «Сначала умрет лес, потом умрем мы».

Но особенно показательна и плачевна судьба североамериканских лесов, где с «энергией и энтузиазмом вступили колонисты на девственную землю. Началось такое изменение поверхности Земли, подобного которому еще не знала история. …Белые обитатели этой новой страны в своем завоевании «пустыни» и «покорении запада» поставили потрясающий рекорд опустошения и разрушения». Миллионы га склонов, когда-то покрытых величественными лесами, были оголены плоскостным смывом; бесконечные овраги пересекли когда-то богатейшие земли. За 100 лет в Сев. Америке было вырублено 540 млн. га лесов. Следствие - катастрофическая водная и ветровая эрозия, песчаные бури, наводнения, летние засухи. Сейчас США только на 60% покрывают расходы кислорода, расходуемого их промышленностью, Швейцария – лишь 25%. Потому, что леса-это легкие планеты. Это одни из множества печальных примеров нарушения сложившихся равновесий в природных системах, имеющих огромные негативные последствия.

Значительно сокращена также площадь тропических и экваториальных лесов. Во «Всемирной стратегии охраны природы» говорится, что отступление их идет со скоростью 44га в мин. Если отступление лесов будет идти по нарастающей степени, как было до сих пор, то в текущем столетии придется выращивать леса «на кислород».

В последующие десятилетия весьма острой становится проблема загрязнения воздуха.

Антропогенных загрязнений в настоящее время вырабатывается больше, чем поставляют их вулканы, Особенно много: 1) автомобили (60% всех загрязнений воздуха в США); 2) промышленные предприятия (о сернистом газе уже говорилось, но кроме него и другие вредные выбросы – дым, сажа, СО 2 и т. д.; пыль трущихся деталей – в пыль превращается ¼ металла производимого в год (в городах почва содержит в 10 раз больше металлической пыли, чем в сельской местности). Одна машина в год дает 10 кг резиновой пыли подсчитано, что на 1970г. в атмосферу выбрасывалось почти 40 млрд. т. различных продуктов производства, а к 2000 году эта цифра возрастет до 100 млрд. т.

Также угрожающе остра проблема сохранения почв. Пашня в настоящее время составляет 10% суши (1450 млн. га.); это означает, что на душу населения в мире приходится 0,5 га. На территории бывшего СССР на каждого жителя в среднем приходится 0,8-0,9 га, в США – 1,0 га, в Канаде – 2,0 га. Чтобы удовлетворить все нужды человека при современной урожайности сельскохозяйственных культур на 1 человека требуется 1га пашни, правда, урожайность зависит от качества почв, от климатических особенностей и т.д. Поэтому человек старается улучшить качество почв, повысить плодородие: правильная обработка, удобрения, осушение, обводнение, орошение, защита от эрозии – это все дает положительный эффект. В то же время имеет место и обратный процесс: эрозия, загрязнение химическими веществами, засоление, заболачивание, отведение под постройки, водохранилища, карьеры, отвалы, объекты коммуникаций и т. д.

Особенно опасно химическое загрязнение - ежегодно вырабатывается 30 тыс. химических веществ - моющие средства, химические удобрения, гербициды, пестициды и др. Загрязнение среды обитания опасно тем, что в биологический круговорот вовлекаются многие вредные, токсичные вещества, и по пищевым цепям они попадают в организм человека. А это чревато многими нежелательными последствиями. Опасно также радиационное загрязнение: на острове Бикини в начале 50-х годов испытывалось ядерное оружие – жизни нет до сих пор на острове.

Ущерб от негативных процессов принял угрожающие размеры: уменьшение площади почв идет в 1000 раз быстрее, чем их образование. Утрачено около 20 млн. км 2 почв. Не менее остра проблема пресной воды. Основная проблема: загрязнение поверхностных вод суши (загрязнено около 40% речного стока) и недостаток ее во многих индустриальных и аграрных районах.

Общеизвестны факты безвозвратных, невосполнимых потерь в животном и растительном мире. Исчезло 105 видов растений и животных (бизоны, морская корова и др.); 600 видов в настоящее время близки к исчезновению; часть их восстанавливается, особо охраняется.

До определенного периода бремени биосфера могла считаться для человечества беспредельной средой жизни, не ставящей никаких ограничений для его экономического развития. Ресурсы казались неистощимыми и природная среда незыблемой. Но уже во П половине Х1Х века была осознана глобальность воздействий человечества на природу (большая заслуга в этом академика В.И. Вернадского). Однако потребовался целый век, чтобы было глубоко и повсеместно понята истина, об обратном воздействии измененной людьми природы на человека, на его хозяйство. Чтобы достаточно ясно вырисовались в сознании людей размеры опасности, которая возникла из-за нарушения равновесия в системе «природа-человек-общество».

Основные противоречия, возникшие между современным общество и природой, заключаются в следующем:

природа- источник сырья для материального производства и одновременно – среда обитания; увеличивая добычу, человек ухудшает для себя качество среды;

для развития экономики нужны все большие объемы природных материалов, но чем быстрее темпы, тем хуже среда обитания;

НТП – мощный фактор давления на природу, но и одновременно - рычаг для конструктивный действий по охране окружающей среды.

К положительным воздействиям следует отнести выведение огромного количества новых пород животных, сортов растений, и их культивирование, обогащение почв органо - минеральными удобрениями, повышающими плодородие, осушение болот, орошение засушливых территорий, уничтожение болезнетворных микроорганизмов, поиск и производство новых материалов, позволяющих сокращать изъятие природных ресурсов, новые ресурсосберегающие, мало - о безотходные технологии и т.д.

14.16 Проблема использования природных ресурсов. В настоящее время человечество осознало исчерпаемость природных ресурсов, оказавшись перед фактом растущего их дефицита. Одной их главных проблем стало обеспечение сырьем и энергоресурсами. Широкое осознание проблемы ресурсов произошло в 70-е годы прошлого столетия, когда наметились энергетический, сырьевой, экологический кризисы. Почему? Проблемы следует разделить на региональные и глобальные.

Региональные: разные страны имеют разную обеспеченность минерально-сырьевыми ресурсами в зависимости от геологического строения и размещения полезных ископаемых (нефтегазоносные и рудные пояса, провинции, зоны и т.д.).

Глобальные: наблюдается многократное увеличение объемов изымаемых природных материалов. Если в древние века использовалось 19 химических элементов, в начале ХХ века – 60, то теперь – все, встречающиеся в природе, и сотни тысяч искусственных веществ. Если в 1913 г. на одного человека в среднем добывалось 4,9 т, в 1940 – 7,4 т, в 1985 – 28 т, то в 2000 – 35-40 т. За последние 30-35 леи использовано примерно столько же сырья, сколько за всю предшествующую историю. Изымается ежегодно 1000 млрд. т., в то время как полезного компонента (конечный продукт) получают 1-2% (98-99% -это отходы).

Природные ресурсы делятся на исчерпаемые и неисчерпаемые (солнечная радиация, речной сток, ветер). Первые подразделяются на возобновляемые (плодородие почв, растительность, животный мир, компоненты атмосферы) и невозобновляемые (минерально-сырьевые – руды, нефть, газ, уголь и т.д.).

Исчерпаемость зависит от запасов (разведанных и неразведанных) и от темпов добычи. По мере истощения невозобновимых ресурсов возрастают технологическая сложность и энергоемкость добычи. Использование доступных и богатых полезными компонентами месторождений уходит в прошлое. Общество вынуждено переходить на использование бедных руд, добывать их в отдаленных и труднодоступных местах.

Судя по темпам добычи, через несколько десятилетий будут исчерпаны обнаруженные в недрах запасы алмазов, руд меди, свинца, ртути, кадмия, олова, цинка (Табл.1), вольфрама, золота, серебра. Ограничены запасы урана. НТП позволяет проникать все глубже в недра: нефть добывают уже с глубин около 8 км, глубина шахт достигает 4 км, карьеров – 800 м.

Возможно, появятся технологии по добыче железо-марганцевых конкреций со дна Океана (Cu, Ni, Co, Fe, Mn), запасы которых только на дне Тихого океана оцениваются в 100 млрд.т. В перспективе возможна добыча полезных компонентов из морской воды (йод, U, NaCl и др.), а также путем переработки гранита. В 100 т гранита содержится урана и тория эквивалентного 5 тыс.т. угля, кроме того, - около 8 т алюминия, 5 т железа, 0,5 т титана, 80 кг марганца, 30 кг хрома, 17 кг никеля и др.

Острая нехватка полезных ископаемых ощущается в Японии, Англии, Франции, Германии, Италии, Голландии, Бельгии и т.д.

Количество лет, на которые хватит мировых запасов некоторых руд при производстве металлов на уровне 1992 года; Р-разведанные, П-прогнозные запасы

Таблица 1

Алюминий

Добыча и разведка нефти в Северном море дороже, чем на Среднем Востоке в 15-17 раз. Запасы шельфа Антарктиды составляют по подсчетам 6 млрд. т нефти и 11,5 трлн. м куб. газа, но добывать их очень сложно и дорого.

Экологические проблемы усугубляются диспропорциями в распределении, как ресурсов, так и потребления производимой продукции. Около 30 лет назад Всемирной комиссией ООН по окружающей среде и развитию под руководством Гру Харлем Брунтланд был подготовлен доклад «Наше общее будущее», который предшествовал проведению Всемирного форума Рио-92. В этом докладе был сделан однозначный вывод: бедность является главной причиной и следствием глобальных экологических проблем. Поэтому безнадежно пытаться решать их без более широкого рассмотрения факторов, вызывающих бедность в мире и международное неравенство. Основную долю получаемой в мире продукции потребляет лишь четверть населения земного шара («золотой миллиард»). «Перепотребление» этой частью населения, по заключению комиссии, - основная причина истощения ресурсов и загрязнения окружающей среды.

Распределение мирового потребления, в среднем за 1980-1982 гг., в %